电介质有效场昂萨格

如题所述

昂萨格的观点挑战了关于极性液体介质中极化有效场的传统认知。他指出,中心分子固有的电矩对周围分子产生的感应极化,并不会使中心分子的电矩发生转向极化,因为这种极化只会导致电子云畸变或离子位移。因此,研究转向极化时,需要排除中心分子,仅考虑单个点电矩分子的环境,即一个空球。


昂萨格在处理这一复杂的理论问题时,采取了简化假设,将极性液体分子视为一个位于空球中心的点电偶极子,并假设空球处于连续介质中。他采用的是宏观经典电动力学方法,尽管粗糙,但仍具有启发性。他假设在半径为a的空球中心有一个偶极矩μo,当无外加电场时,介质的感应极化会产生一个反作用场R。如果介质均匀,反作用场R与μo同向,不会引发转向极化。


当加入外电场Ei并排除中心电矩时,空球内的电场G会与外场作用,有效场为E=G+R。在极性介质中,洛伦兹有效场E与空球电场G相比显著大,这表明洛伦兹的理论在解释极性液体的转向极化时并不适用,尤其是在极性较强的介质中。


然而,对于极性较弱的液体,昂萨格的方法与实验结果基本相符,显示出他的模型在一定程度上改进了洛伦兹模型。然而,昂萨格模型忽视了介质的微观结构和分子间的短程作用,这是其显著的局限性。


扩展资料

外场存在时,电介质中作用在分子、原子上使之发生电极化的场称为有效场(或内场)。因为分子(原子)所产生的场不能使各该分子(原子)本身发生电极化,有效场(内场)不同于介质的宏观场,后者是外加场与介质中所有分子(原子)电极化所产生的场的总和。计算有效场(内场)时,必须把所讨论的分子(原子)排除。

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